Размерный анализ технологического процесса

Совмещенная схема

Граф – дерево

Размерный анализ.

Главная задача размерного анализа технологического процесса – правильное и обоснованное определение промежуточных и окончательных размеров и допусков на них для обрабатываемой детали. При расчёте важное технико-экономическое значение имеет установление оптимальных припусков на обработку.

На основе совмещенной схемы и граф-дерева размеров составим таблицу системы уравнений размерной цепи и неравенств допусков на технологические размеры:

№	Система уравнений	Неравенства допусков
	[38] – L₁₄=0	T(38)^(0,25) ≥ T(L₁₄)^(0,¹⁾
	[13] –L₁₃+L₈ =0	T(13)⁽⁰^,⁴³⁾ ≥ T(L₁₃)^(0,1)+T(L₈)^(0.33)
	[28] – L₁₃+ L₉– L₁₂=0	T(28) ^(0,⁵²⁾≥ T(L₁₃)^(0.1)+T(L₉)^(0.16)+T(L₁₂)^(0.21)
	[8,5] –L₁₃+L₉–L₁₀=0	T(8,5) ^(0,³⁶⁾≥ T(L₁₃)^(0,1)+T(L₉)^(0.16)+T(L₁₀)^(0,09)
	[2,5] – L₁₁=0	T(2,5) ⁽⁰^,²⁵⁾≥ T(L₁₁) ^(0,²⁵⁾
	Z₅+ L₁– А =0	wZ₅^((1.24) ≥ T(А)^(0.62)+ T(L₁)^(0.62)
	Z₁₀– L₁ + L₃=0	wZ₁₀^(1.24) ≥ T(L₃)^(0,62)+ T(L₁)^(0.62)
	Z₂₀+ L₇ - L₃ =0	wZ₂₀^(1.01) ≥ T(L₇)^(0,39)+ T(L₃)^(0.62)
	Z₂₅– L₇ + L₉ =0	wZ₂₅^(0.55) ≥ T(L₇)^(0,39)+ T(L₉)^(0.16)
	Z₃₅– L₉+ L₁₃ =0	wZ₃₅^(0.26) ≥ T(L₉)^(0,16)+ T(L₁₃)^(0.1)
	Z₄₀+ L₁₄ – L₁₃=0	wZ₄₀^(0.2) ≥ T(L₁₃)^(0,1)+ T(L₁₄)^(0.1)
	Z_20’-L₈+L₇–L₃+L₂=0	wZ_20’^(1.7) ≥ T(L₈)^(0,33)+T(L₇)^(0,39)+ T(L₃)^(0.62) +T(L₂)^(0.36)
	Z_25’+L₄–L₇+L₉–L₁₀=0	wZ_25’⁽¹⁾ ≥T(L₄)^(0,36)+T(L₇)^(0.39) +T(L₉)^(0,16)+T(L₁₀)^(0.09)
	Z₂₅_’’+L₁₁+L₁₀–L₉+L₇–L₅=0	wZ_25’’^(1,32) ≥ T(L₁₁)^(0,25)+T(L₁₀)^(0.09) +T(L₉)^(0.16) +T(L₇)^(0.39) +T(L₅)^(0.43)
	Z_25’’’+L₆-L₇ +L₉-L₁₂ =0	wZ₂₅_’’’^(1.28) ≥T(L₆)^(0,52)+T(L₇)^(0.39)+T(L₉)^(0.16)+T(L₁₂)^(0.21)

Назначим допуск на L₁₃, L₁₄по 10 квалитету:

T(L₁₃) = 0,1, T(L₁₄) = 0,1.

Назначим допуски на L_9,L₁₀по 11 квалитету:

T(L₉) = 0,16, T(L₁₀) = 0,09.

Назначим допуски на L₁₂по 12 квалитету:

T(L₁₂) = 0,21.

Назначим допуски на L₇, L₈ по 13 квалитету:

T(L₇) = 0,39; T(L₈) = 0,33.

На остальные размеры назначаем допуски по 14 квалитету:

T(A) = 0,62; T(L₁) = 0,62; T(L₂) = 0,36; T(L₃) = 0,62; T(L₄) = 0,36; T(L₅) = 0,43; T(L₆) = 0,52; T(L₁₁) = 0,25.

По формуле определим минимальные значения припусков:

Z_min= R_z+h_c,

где R_z- высота микронеровностей поверхности на предшествующем переходе,h_c -глубина дефектного слоя на предшествующем переходе.

Z_min ₅= Z_min ₁₀= 0,2+0,3 = 0,5 мм-штамповка;

Z_min₂₀= Z_min₂₅= 0,1+0,1 = 0,2 мм - точение.

Z_min₃₅= Z_min₄₀ =0,05+0,05 = 0,1 мм - чистовое точение.

Припуски рассчитаем по формуле:

Z= Z_min ⁺^wZ

Z₅= 0,5 ^+2.02 мм;

Z₁₀= 0,5 ^+1.24 мм;

Z₂₀= 0,2 ^+1.01 мм;

Z_20’= 0,2 ^+1.7 мм;

Z₂₅= 0,2 ^+0.55 мм;

Z_25’= 0,2 ⁺¹ мм;

Z_25’’= 0,2 ^+1.32 мм;

Z_25’’’= 0,2 ^+1.²⁸ мм;

Z₃₀= 0,2 ^+1.24 мм;

Z₃₅= 0,1 ^+0.26 мм;

Z₄₀= 0,1 ^+0.2 мм.

Решим систему уравнений размерной цепи:

L₁₄ = 38_-0.1, L₁₁= 2.5_-0,25.

L₁₃= L₁₄ +Z₄₀

L₁₃=

мм.

L₈ = L₁₃- [13]

L₈=

мм.

L₉= L₁₃ +Z₃₅

L₉=

мм.

L₇= L₉ +Z₂₅

L₇=

мм.

L₃= L₇ +Z₂₀

L₃=

мм.

L₁= L₃ +Z₁₀

L₃=

мм.

A= L₁ +Z₅

мм.

L₁₂=[28] – L₁₃+ L₉

L₁₂=

мм.

L₁₀=[8,5] –L₁₃+L₉

L₁₀=

мм.

L₂= L₈–L₇+L₃-Z_20’

L₂=

мм;

L₆ =L₇ – L₉+ L₁₂– Z_25’’’

L₆=

мм;

L₄= L₇– L₉+L₁₀–Z_25’

L₄=

мм;

L₅= L₇ –L₉ + L₁₀ +L₁₁+ Z₂₅_’’

L₅=

мм;

Расчет операции 20 Токарная

Выбор оборудования и режущих инструментов

Токарную операцию выполняем на токарном станке модели 16Л20 проходным упорным резцом с державкой сечением 16х12 мм с напайными пластинами из твёрдого сплава Т15К6 по ГОСТ 18879-73.

Расчет режимов резания

Глубина резания [2, стр.364]

t₁= 1.25 мм t₂=1.8 мм; t₃= 1.5 мм;

Принимаем подачи при точении при шероховатости Ra 5.0 [2, таб 14 стр.364]

s= 0.3 мм/об

Определяем скорость резания:

где Cv - постоянная величина, зависящая от материала инструмента, обрабатываемого материала, вида обработки, характера обработки и т.д.;

x,y - показатели степени при глубине резания и подаче;

m - коэффициент относительной стойкости [2, таб.17, с.367];

T =45 мин.- стойкость инструмента [2, с.366];

Cv = 350, х=0,15, y=0,20, m=0,20 [2, таб.17, с.367]

Определяем коэффициент Kv.

Kv=Kmv·Knv·Kuv, где

Kmv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

Knv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности;

Kuv - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента;

Kmv= Kr , где

KГ - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;

- показатель степени.

KГ=1.1; n_v =1.0; [2, таб.2, с.262]; σB=570 МПа для стали 40X

;

Knv=1 [2, таб.5, с.263];

Kuv=1 [2, таб.6, с.263];

Kv=1.44·1·1= 1.44;

Определим скорости резания для поверхности 1:

Определим скорости резания для поверхности 2:

Определим скорости резания для поверхности 3:

Определяем число оборотов шпинделя для поверхности 1:

Определяем число оборотов шпинделя для поверхности 2:

Определяем число оборотов шпинделя для поверхности 3:

Принимаем для всех поверхностей.

Скорректируем скорость резания:

Определим силу резания:

;

Cp=300;

x =1,0;

y =0,75;

n =-0,15.

Определим общий поправочный коэффициент:

Kp=KMP·Kγp·Kλp·Krp·Kφp;

KMP= , n=0,75 [2, таб.22, с.372];

Kφp=0,88(φ=95°);

Kλp=1,1;

Kγp=1,0;

Krp=0,87 (r=0.5 мм);

Kp=0,813·0,88·1,1·1,0·0,87=0,69;

Мощность резания:

Мощность станка 16Л20 по паспорту N=3,8 кВт.

Т.к. N>Nрас (3,8>3,71) станок выбран правильно.

Расчет норм времени

Расчет производится по общемашиностроительным нормативам времени на работы, выполняемые на металлорежущих станках с ЧПУ.

Технические нормы времени в условиях серийного производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом. В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени Т_ш-к.